Lista Trabalho e Energia Cinética

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Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA 
Departamento de Ciências Exatas e Naturais 
Curso: C&T Turma: 02 35T45 
Disciplina: Física I – Mecânica Clássica 
Profª: Cintia Duarte 
 
Lista – Energia Cinética e Trabalho 
 
1. O trabalho realizado por uma força constante 
�⃗� sobre uma partícula durante um 
deslocamento retilíneo 𝑑 é positivo ou 
negativo se (a) o ângulo entre�⃗� e 𝑑 é 30°; (b) 
o ângulo é 100°; (e) �⃗� = 2î − 3𝑗 e 𝑑 =
 − 4 î ? 
 
2. Ordene as seguintes velocidades de acordo 
com a energia cinética que uma partícula 
teria com cada velocidade, da maior para a 
menor: (a) �⃗� = 4î + 3𝑗, (b) �⃗� = −4î +
 3𝑗, (c) �⃗� = − 3î + 4𝑗, (d) �⃗� = 3î − 4𝑗, 
(e) 𝑣 ⃗⃗⃗ ⃗ = 5î e (f) �⃗� = 5𝑚/𝑠 à 30° com a 
horizontal. 
 
3. Se um foguete Saturno V e uma espaçonave 
Apollo acoplada a ele tinham uma massa 
total de 2,9 𝑥 105 𝑘𝑔, qual era a energia 
cinética quando atingiram uma velocidade 
de 11,2 𝑘𝑚/𝑠? 
 
 
4. Um próton (massa 𝑚 = 1,67 𝑥 10−27 𝑘𝑔) 
está sendo acelerado em linha reta a 
3,6 𝑥 1015 𝑚/𝑠2 em um acelerador de 
partículas. Se o próton tem urna velocidade 
inicial de 2,4 𝑥 107 𝑚/𝑠 e se desloca 3,5 cm, 
determine (a) sua velocidade e (b) o aumento 
em sua energia cinética? 
 
5. Um trenó e seu ocupante, com uma massa 
total de 85 kg, descem uma encosta e 
atingem um trecho horizontal retilíneo com 
uma velocidade inicial de 37 m/s. Se uma 
força desacelera o trenó até o repouso a uma 
taxa constante de 2,0 m/s2, (a) qual é o 
módulo �⃗� da força. (b) que distância 𝑑 o 
trenó percorre até parar e (c) que trabalho 
W é realizado pela força sobre o trenó? 
Quais são os valores de (d) �⃗�. (e) 𝑑 e (f) 
W se a taxa de desaceleração de 4,0 m/s2? 
 
6. Um objeto de 8,0 kg está se movendo no 
sentido positivo de um eixo x. Quando passa 
por x = 0, uma força constante dirigida ao 
longo do eixo passa a atuar sobre ele. A 
figura mostra a energia cinética K em função 
da posição x quando o objeto se desloca 
de 𝑥 = 0 𝑎 𝑥 = 5,0 𝑚; 𝐾0 = 30,0 𝐽. A 
força continua a agir. Qual é a velocidade do 
objeto quando ele passa de volta por 𝑥 =
 −3,0 𝑚? 
 
7. A figura mostra três forças aplicadas a um 
baú que se desloca 3,0 m para a esquerda 
sobre um piso sem atrito. Os módulos das 
forças são 𝐹1 = 5,0 𝑁, 𝐹2 = 9,0𝑁 e 𝐹3 =
 3,0 𝑁; o ângulo indicado é 𝜃 = 60°. Nesse 
deslocamento, (a) qual é o trabalho total 
realizado sobre o baú pelas três forças e (b) 
a energia cinética do baú aumenta ou 
diminui? 
 
8. A figura mostra uma vista superior de três 
forças horizontais atuando sobre uma caixa 
que estava inicialmente em repouso e passou 
a se mover sobre um piso sem atrito. Os 
módulos das forças são 𝐹1 = 3,0𝑁, 𝐹2 =
 4,0 𝑁 e 𝐹3 = 10 𝑁, e os ângulos indicados 
são 𝜃2 = 50° e 𝜃3 = 35°. Qual é o 
trabalho total realizado sobre a caixa pelas 
três forças nos primeiros 4,0 m de 
deslocamento? 
 
 
Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA 
Departamento de Ciências Exatas e Naturais 
Curso: C&T Turma: 02 35T45 
Disciplina: Física I – Mecânica Clássica 
Profª: Cintia Duarte 
 
Lista – Energia Cinética e Trabalho 
9. (a) Em 1975, o teto do velódromo de 
Montreal, com um peso de 360 kN, foi 
levantado 10 cm para que pudesse ser 
centralizado. Que trabalho foi realizado 
sobre o teto pelas forças que o ergueram? (b) 
Em 1960, uma mulher de Tampa, na Flórida, 
levantou uma das extremidades de um carro 
que havia caído sobre seu filho quando um 
macaco quebrou. Se a aflição a levou a 
levantar 4000 N (cerca de 1/4 do peso do 
carro) por uma distância de 5,0 cm, que 
trabalho sua força realizou sobre o carro? 
 
10. Na figura, uma força horizontal �⃗�𝑎 de 
módulo 20 N é aplicada a um livro de 
psicologia de 3,0 kg enquanto o livro 
escorrega por uma distância 𝑑 = 0,5 𝑚 ao 
longo de uma rampa de inclinação 𝜃 =
 30°, subindo sem atrito. (a) Nesse 
deslocamento, qual é o trabalho total 
realizado sobre o livro por �⃗�𝑎, pela força 
gravitacional e pela força normal? (b) Se o 
livro tem energia cinética nula no início do 
deslocamento, qual é sua energia cinética no 
final? 
 
 
 
11. Na figura um bloco de gelo escorrega para 
baixo em uma rampa sem atrito com 𝜃 =
 50° enquanto um operário puxa o bloco 
(através de uma corda) com uma força �⃗�𝑐, 
que tem um módulo de 50 N e aponta para 
cima ao longo da rampa. Quando o bloco 
desliza uma distância d = 0,50 m ao longo da 
rampa, sua energia cinética aumenta 80 J. 
Quão maior seria a energia cinética se o 
bloco não estivesse sendo puxado por uma 
corda? 
 
 
 
12. Durante o semestre de primavera do 
MIT, os estudantes de dois dormitórios vizinhos 
travam batalhas com grandes catapultas feitas 
com meias elásticas montadas nas molduras das 
janelas. Uma bola de aniversário cheia de 
corante é colocada em uma bolsa presa na meia, 
que é esticada até a extremidade do quarto. 
Suponha que a meia esticada obedeça à lei de 
Hooke com uma constante elástica de 100 N/m. 
Se a meia é esticada 5,00 m e liberada, que 
trabalho a força elástica da meia realiza sobre a 
bola quando a meia volta ao comprimento 
normal? 
 
 
13. Uma mola e um bloco são montados 
como na figura. Quando o bloco é puxado para o 
ponto x = +4,0 cm devemos aplicar uma força de 
360 N para mantê-lo nessa posição. Puxamos o 
bloco para o ponto x = 11 cm e o liberamos. Qual 
é o trabalho realizado pela mola sobre o bloco 
quando este se desloca de xi = + 5,0 cm para (a) 
x = +3,0 cm, (b) x = -3,0 cm, (c) x = -5,0 cm e 
(d) x = -9,0 cm? 
 
 
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Disciplina: Física I – Mecânica Clássica 
Profª: Cintia Duarte 
 
Lista – Energia Cinética e Trabalho 
14. Na figura da questão anterior devemos 
aplicar uma força de módulo 80 N para 
manter o bloco em repouso em x = -2,0 
cm. A partir dessa posição, deslocamos 
o bloco lentamente de tal modo que 
nossa força realiza um trabalho de +4,0 
J sobre o sistema massa-mola; a partir 
daí, o bloco permanece em repouso. 
Qual é a posição do bloco? 
 
 
15. Uma empilhadeira transporta do chão 
até uma prateleira, a 6 m do chão, um 
pacote de 120 kg. O gráfico ilustra a 
altura do pacote em função do tempo: 
 
Calcule a potência aplicada ao corpo 
pela empilhadeira.